Download PDF, 348 KB - CeramTec

1/ 2006
Das Magazin der CeramTec AG, Medizintechnik
CeraNews
Auf das Design
kommt es an
Ceramics in Orthopaedics
Professor Dr. Laurent Sedel gehört zu den
führenden Pionieren der keramischen Endoprothetik.
Er arbeitete mit Dr. Pierre
Boutin zusammen, der als erster Komponenten
aus Aluminiumoxid in künstlichen
Hüftgelenken einsetzte. Mittlerweile hat
Prof. Sedel mehr als dreißig Jahre klinischer
Erfahrung mit diesem Material.
CeraNews bat ihn, einen Blick zurück zu
werfen.
Wann und warum begannen Sie sich für Keramik zu
interessieren? Das war 1974. Als junger Assistenzarzt
verbrachte ich viel Zeit im Forschungslabor für
Biomechanik und Biomaterialien. Prof. Boutin kam
zu mir, um über Keramikbrüche und die Biokompatibilität
des Materials zu sprechen. Wir fanden bald
heraus, dass die Schwierigkeiten nichts mit Abrieb,
den mechanischen Eigenschaften oder gar mit
Osteolyse zu tun hatten. Das eigentliche Problem
lag in der Befestigung der Keramikkomponente auf
dem Metall. Im Hinblick auf den Kugelkopf war
dies bald gelöst, als Prof. Mittelmeier den Morse-
Konus für keramische Köpfe anpasste, was zu einem
starken Rückgang der Bruchrate bei Kugelköpfen
führte. Trotz der Schwierigkeiten dieser
frühen Tage stellte Keramik die beste Lösung für
das deutlich signifikantere Problem von Abriebpartikeln
bei künstlichen Hüftgelenken dar. Und die
klinischen Ergebnisse waren schon damals sehr
vielversprechend.
Wie lief es mit den keramischen Pfannen-Inlays? Da
hatten wir eine ähnliche Entwicklung. Wir begannen
unsere ersten keramischen Inlays 1983 zu implantieren,
in einer Schraubpfanne mit einem sehr
scharfen Gewinde. Dies führte zu hohen Belastungen
im Knochen und letztlich in vielen Fällen zur
Pfannenlockerung. Aber bei 600 keramischen Inlays,
die mit dieser Pfanne implantiert wurden, hatten wir
Prof. Dr. Laurent Sedel ist Leiter der Abteilung für Orthopädie und Traumatologie am
Hôpital Lariboisière in der französischen Hauptstadt Paris und Director des Labors für
Biomechanik an der Universität Denis Diderot.
nicht einen einzigen Bruch. Als wir zur Pressfit-Pfanne übergingen, war das Problem
beseitigt. Bei mehr als 2 000 implantierten Pressfit-Pfannen hatten wir nur
zwei Brüche in elf Jahren, von denen einer mit einer Fraktur zusammenhing.
Sie meinen, Materialbruch ist kein signifikantes Problem? Nicht, wenn man die
globalen Zahlen betrachtet. Die Keramik wurde während der siebziger und
frühen achtziger Jahre entscheidend verbessert, und wir haben ein Qualitätsniveau
erreicht, welches das Material extrem sicher macht. Nach meiner Erfahrung
ist ein Keramikbruch fast immer auf Fehler bei der Implantation oder ein
ungeeignetes Design der Keramik- oder Metall-Komponente zurückzuführen
gewesen. In dreißig Jahren haben wir insgesamt nur fünf nicht erklärbare
Keramikbrüche gesehen.
Warum ist das Design so wichtig? Nehmen sie zum Beispiel keramische Inlays.
Die Befestigung der ersten Einsätze in der Metallpfanne war schlicht von der
Befestigung von Polyethylen-Inlays kopiert. Doch diese Konstruktion erzeugte
Punkte exzessiver Belastung in den Keramik-Inlays, die potenziell Materialrisse
induzieren konnten. Durch die Schaffung einer speziellen Konstruktion für die
Befestigung der keramischen Inlays wurden diese Punkte hoher Belastung vollständig
eliminiert. Die Probleme, mit denen ich in mehr als dreißig Jahren der
Anwendung von Aluminiumoxid-Komponenten konfrontiert war, wurden nicht
durch das Material, sondern durch das Design verursacht. Und diese Probleme
gehören der Vergangenheit an.
Sehen Sie irgendwelche Schwächen bei keramischer Technologie? Ja – der Chirurg
muss den Umgang damit lernen. Wenn Sie keramische Komponenten implantieren,
müssen Sie sich der Besonderheiten des Materials bewusst sein, und
Innovation 4 Trends in der Endoprothetik 6 Die Welt der Keramik
6
1

CeramTec Inside
Test bestanden
Manuela Muhr-Schenk koordiniert
die Knie-Entwicklung
Es hat nur ein Jahr gedauert, bis das erste keramische
Knieimplantat von CeramTec von dem Muster
bis zur Serienreife entwickelt wurde. Die ausgesprochen
zügige Abwicklung ist einem zwölfköpfigen
Spezialistenteam und Projektleiterin Manuela
Muhr-Schenk zu verdanken.
Die Aufgabe war, das Design einer klinisch bewährten
bikondylären Femurkomponente aus Metall
auf den keramischen Werkstoff zu übertragen.
Vor allem die Besonderheiten keramischer Fertigungstechnik
erforderten einen beachtlichen Aufwand
für die Vorbereitung der Serienproduktion.
Weil es für Kniekomponenten bisher keine Testvorschriften
gibt, hat das Team zudem ein eigenes Testkonzept
für das Implantat entwickelt.
„Jede einzelne Komponente wird, bevor sie das
Haus verlässt, einem definierten Überlastungstest
unterzogen, bei dem fehlerhafte Teile zerstört werden“,
betont Manuela Muhr-Schenk. Die gelernte
Chemotechnikerin arbeitet seit zwölf Jahren als Leiterin
von Entwicklungsprojekten in der Medizintechnik,
seit zwei Jahren bei CeramTec. Als Generalistin
sorgt sie für die passenden Schnittstellen und die Koordination der vielen Beteiligten.
Ihr Job bestehe vor allem daraus, die richtigen Fragen an die richtigen
Leute zu stellen, bemerkt sie mit einem Augenzwinkern. „Das umfassende
Know-how und das enorme Engagement des Teams waren der Schlüssel zum
Erfolg“, erklärt sie rückblickend und freut sich über das nächste Projekt mit den
hochspezialisierten Experten – die Entwicklung der passenden Tibiakomponente
läuft bereits auf vollen Touren.
Bioceramics and Alternative Bearings in Joint Arthroplasty.
The 11th International BIOLOX Symposium (30.6. – 1.7.2006, Rom).
Freitag, 30.6.2006, Session 4: Ceramic Knee. www.biolox-symposium.com
Projektleiterin Manuela
Muhr-Schenk freut sich
über die zügige Entwicklungsarbeit:
„Das enorme
Engagement des Teams
war ein Schlüssel zum
Erfolg.“
Interview (Fortsetzung)
das ist nicht ganz so einfach, wie es sich vielleicht
anhört. Sie können zum Beispiel weniger ausprobieren
als mit Metallköpfen. Es gibt da auch einige Einschränkungen
beim Design, und Sie müssen mit Ihrer
präoperativen Planung sehr sorgfältig sein, ebenso
wie mit Ihrer Operationstechnik. Andererseits
kann eine keramische Gleitpaarung eine Revision
um vieles einfacher machen. Normalerweise ist es lediglich eine der Komponenten,
die eine Revision erforderlich macht, und im Falle einer keramischen Gleitpaarung
kann man die andere Komponente in situ belassen. Dadurch können
Sie das Operationstrauma verringern, ebenso die Operationszeit und die Kosten,
was heutzutage nicht unwesentlich ist.
Was denken Sie über hochvernetzte Polyethylene? Sie erfüllen mich mit Besorgnis.
Wir haben damit nur wenige Jahre klinischer Erfahrung und ich bin sehr
pessimistisch hinsichtlich der Materialeigenschaften. Das Material ist nicht so
stark wie normales PE, und ich fürchte, wir werden in Zukunft sprödheitsbedingte
Brüche sehen.
Warum war Keramik in den USA nicht so erfolgreich
wie in Europa und Japan? Die längeren Zulassungsverfahren
der FDA spielen hier sicher eine Rolle,
aber die eigentliche Antwort ist recht simpel – es
liegt an der Prozesskultur der USA. Amerikanische
Krankenhäuser nehmen lieber zehn schleichende
Implantatversagen in Kauf als einen akuten Bruch.
Ein schleichendes Versagen hat keine rechtlichen
Konsequenzen, der sehr seltene akute Bruch hingegen
kann enorme Schadensersatzforderungen nach
sich ziehen. Deswegen denken viele amerikanische
Chirurgen, sie könnten sich das Risiko nicht leisten,
obwohl das Risiko bei der Verwendung von konventionellen
Gleitpaarungen für den Patienten
deutlich höher ist. Zum Glück ändert sich diese Einstellung
mit der Zeit, und ich bin ziemlich sicher,
dass langfristig die Keramik auch in Amerika als das
überlegene Material akzeptiert wird, das es ist.
2
Was denken Sie über Keramik jenseits der Hüfte? Wir haben schon sehr interessante
Entwicklungen für das Knie, und ich kann mir vorstellen, dass wir bald Keramik-Komponenten
für die Schulter, den Ellbogen oder das Sprunggelenk sehen
werden. Auch hier wiederum denke ich, kommt es auf die Konstruktion an.
Man kann nicht einfach ein Metallbauteil kopieren. Das Design muss an die Materialeigenschaften
der Keramik angepasst werden.

Editorial
Events
Steigende Zahlen
Liebe Leserin, lieber Leser,
der Siegeszug der Keramik in der Endoprothetik
ist ein Vormarsch, der sich eher leise vollzieht. Die
überragenden Eigenschaften unserer Produkte
haben sich ganz ohne große Werbekampagnen
herumgesprochen. Sie sollen auch weiterhin in
erster Linie für sich selbst sprechen, aber wir wollen
ihnen dafür etwas mehr Raum verschaffen.
Mit der CeraNews im neuen Gewand, die Sie in
der Hand halten, wollen wir einen weiteren Kommunikationskanal
eröffnen. Mit diesem Heft wenden
wir uns vor allem an die Ärzte, die als Einweiser
oder Chirurgen mit Endoprothetik zu tun haben.
Es soll sowohl den Dialog zwischen Ihnen
und uns intensivieren als auch die Vernetzung der
Keramik-Anwender untereinander fördern.
Wir haben unseren Newsletter nicht nur äußerlich
neu gestaltet und erweitert. Er hat auch inhaltlich
eine neue Struktur bekommen. Wir werden
Ihnen darin regelmäßig klinische und wissenschaftliche
Erkenntnisse zu wichtigen Themen
gebündelt präsentieren. Auch die Menschen, die
sich mit Keramik und Endoprothetik beschäftigen,
werden hier zu Wort kommen.
Im Mittelpunkt stehen Sie, unsere Leser – Ihre Interessen
und Ihre Perspektive sollen das Leitmotiv
dieser Publikation sein. Deshalb freuen wir uns auf
Ihre Kritik, Ihre Anregungen, Ihre Beiträge und den
regen Austausch, zu dem die CeraNews beitragen
soll.
Ihr Dr. Martin Dietrich
Dr. Martin Dietrich
leitet den Geschäftsbereich
Medizintechnik
bei CeramTec.
AAOS, Chicago, 22. – 26. März 2006
11.663 Orthopädische Chirurgen und annähernd die gleiche Zahl weiterer
Teilnehmer aus dem Gesundheitswesen konnten sich in Chicago mit den jüngsten
Entwicklungen auf ihrem Gebiet vertraut machen. Der künstliche Gelenkersatz
und die Reduzierung des Abriebs gehörten zu den meistdiskutierten Themen.
Im Fokus des Interesses stand in diesem Jahr die Suche nach dauerhaften
Implantaten, die Revisionen vermeiden oder hinauszuzögern helfen.
Eine Studie, die von Dr. Steve Kurtz von der Firma Exponent durchgeführt
wurde, unterstrich diesen Punkt in besonderem Maße. Sie stützte sich auf Daten
des National Inpatient Sample und des U.S. Population Census. Ihre Berechnungen
der jährlichen Primär- und Revisionsoperationen bis zum Jahr 2030 erbrachte
beeindruckende Zahlen für die USA. (siehe Tabelle).
Jahr
Hüft-TEP
Primär
Hüft-TEP
Revisionen
Knie-TEP
Primär
Knie-TEP
Revisionen
Gesamt
(USA)
2010 253.367 47.814 663.007 55.250 1.019.438
2020 384.324 67.607 1.520.348 120.928 2.093.207
2030 572.088 96.736 3.481.977 268.157 4.418.958
Es gab dieses Jahr keine revolutionären Produkteinführungen, mit einer
großen Ausnahme. Zwei der größten Endoprothesenfirmen zeigten erstmals
ihre geschlechtsspezifischen Implantate. Ihr Marketing-Konzept basiert auf anatomischen
Unterschieden zwischen männlichen und weiblichen Gelenken, vorwiegend
in der Breite der Femurkondylen und beim Patella-Führungswinkel.
Beide Firmen haben Knie-Systeme mit Varianten für weibliche und männliche
Patienten herausgebracht.
Alternative Gleitpaarungen für Hüfte und Knie prägten die Bemühungen um
Abriebreduzierung. In Chicago wurde die zweite Generation hochvernetzter Polyethylen-Verbindungen
(HXPE) vorgestellt; gleichzeitig diskutierte man im wissenschaftlichen
Programm Probleme, die bei den mechanischen Eigenschaften
einiger HXPEs aus der ersten Generation aufgetreten waren. Alle Unternehmen
für orthopädische Implantate verwendeten einen großen Teil ihrer Ausstellungsflächen,
um ihr gesamtes Spektrum an Möglichkeiten zur Abriebreduzierung zu
zeigen. BIOLOX-Technologie wurde als eine der Schlüsseltechnologien in diesem
Bereich präsentiert. Alle großen Implantat-Firmen bieten sie inzwischen an, im
Gefolge kürzlich erfolgter FDA-Zulassungen und Markteinführungen.
Zum wiederholten Mal fanden minimalinvasive Techniken und Instrumente
hohes Interesse, wobei sich der Blickpunkt von der Schnittgröße zur optimalen
Implantationsqualität verlagerte. Weiterentwicklungen bei computergestützten
Operationssystemen, Wachstumsfaktoren und biologischem Knochenersatz
wurden ebenfalls breit diskutiert, ohne dass jedoch von entscheidenden Durchbrüchen
berichtet werden könnte.
Prof. Dr. Richard F. Kyle,
Professor für Orthopädische
Chirurgie an der Universität
von Minnesota, wurde in
Chicago zum Präsidenten
der AAOS gewählt.
3

Innovation
Widerstandsfähige
Keramik
Neue Option für Revisionseingriffe
an der Hüfte
Seit Juli letzten Jahres implantiert Prof.
Wolfram Mittelmeier an der Universitätsklinik
Rostock die neuen BIOLOX ® Option
Revisionsköpfe. CeraNews fragte ihn nach
seinen Erfahrungen mit den keramischen
Wechselkomponenten.
Prof. Wolfram Mittelmeier,
Direktor der Orthopädischen
Klinik und Poliklinik
der Universität Rostock,
hat mit dem BIOLOX ®
Option Revisionskopf gute
Erfahrungen gemacht.
Wieviele BIOLOX Option-Köpfe haben Sie inzwischen eingesetzt? Bis Ende April
2006 haben wir insgesamt etwa 60 Stück implantiert.
Was ist für Sie die entscheidende Neuerung? Die neue Mischkeramik BIOLOX
Delta, aus der die BIOLOX Option-Köpfe gefertigt sind, weist eine höhere Biegefestigkeit
auf, die bei unterschiedlichen Spannungen im Hinblick auf die
Bruchfestigkeit von großer Bedeutung sein kann. Wir benötigen diese erhöhte
Belastbarkeit, da wir die Köpfe auf die bereits benutzten Konusse von Schäften
aufsetzen, die in situ verbleiben. Mit dem neuen Material können wir das
gemäß den durchgeführten Belastungstests mit gutem Gewissen tun.
Wie genau kennen Sie die Eigenschaften des Materials? Wir beschäftigen uns in
unserem Biomechanik-Labor sehr intensiv mit derartigen Materialfragen und
prüfen auch solche Implantate. Ich selbst habe in meiner Laufbahn ständig mit
Ingenieuren aus der Materialforschung zusammengearbeitet. Wir haben in diesem
Fall gemeinsam mit den spezialisierten Kollegen die vorliegenden Daten
geprüft, aber die Köpfe nicht nochmal selbst untersucht.
Wie beurteilen Sie die Handhabung der Revisionsköpfe? Sie ist im üblichen Gebrauch
einfach, entspricht bekanntem Vorgehen und muss nicht speziell erlernt
werden. Der Konus sollte aber nur mäßige Gebrauchsspuren aufweisen, und er
muss während der gesamten Revisionsoperation sehr sorgfältig geschützt werden.
Das metallische Zwischenstück gibt es auch in asymetrischen Varianten,
mit denen man Impingement-Probleme teilweise beherrschen kann.
Das BIOLOX ® OPTION-System besteht aus speziell für die Revision entwickelten Kugelköpfen
und Titanhülsen, die auf den in situ verbleibenden Schaft aufgesetzt werden. Alle
Kopf- und Hülsengrößen lassen sich miteinander kombinieren. Die Titanhülsen können
oberflächliche Unebenheiten des Konus kompensieren.
Welche Vorteile bietet das Produkt aus Ihrer Sicht?
Wir können den Option-Kopf auch bei vorliegendem
Keramik-Bruch der Primärprothese verwenden.
Bei älteren Patienten mit keramischen Implantaten
der frühen Generation kam es vereinzelt zu Keramik-Kopf-
oder -Inlay-Brüchen. Beim Wechseleingriff
können sich auch nach sorgfältigster Reinigung
des Situs noch keramische Partikel mikroskopischer
Größe im Gelenk befinden. Deshalb ist das
Einsetzen eines Metallkopfes in diesen Fällen kontraindiziert.
Hier kommen nur widerstandsfähige
Keramikköpfe in Frage. Wenn keine Keramik-Partikel
im Spiel sind, kann man auch einen Metallkopf
des Original-Herstellers verwenden. Aber die geringeren
Abriebraten sprechen auch in diesen Fällen
dafür, zur Keramik überzugehen. Man kann mit diesem
System die meisten Situationen gut lösen.
Sie veranstalten vom 7. bis 9. September in Warnemünde
bei Rostock einen Workshop zum Thema Revision.
Wird dort BIOLOX Option auch eine Rolle
spielen? Es wird unter anderem um das Thema Endoprothesenwechsel
in Problemfällen gehen, und
dabei werden wir auch BIOLOX Option vorstellen
und diskutieren. Im Vordergrund stehen die Themen
Range of Motion und Impingement, mit denen
wir uns in Rostock sehr intensiv beschäftigen. Für
eine gute Lösung müssen Kopfgröße, Halsumfang
und Implantatposition optimal eingestellt werden.
Dieser Themenkomplex wird beim Workshop im
Herbst eine wichtige Rolle spielen und ebenso beim
BIOLOX Symposium in Rom, wo ich dazu referieren
werde.
Aus der Kombination von verschiedenen Größen bei Hülsen
und Köpfen ergibt sich eine breite Palette von Versorgungsmöglichkeiten.
Der Operateur kann so das Risiko
von Subluxation und Impingement reduzieren.
4

Wissenschaft
Langzeitstabilität
mit Keramik
Heidelberger Studie zu Hüftprothesen
bei jüngeren Patienten
Erstmals haben Wissenschaftler der Orthopädischen
Universitätsklinik Heidelberg in
einer klinischen Studie gezeigt, dass Hüftprothesen
bei Patienten unter 55 Jahren
bis zu 20 Jahre weitgehend problemlos
überdauern können. Ihre Ergebnisse haben
sie im März auf dem Amerikanischen Orthopädenkongress
(AAOS) in Chicago vorgestellt.
„Die Zahl der Patienten, die schon in verhältnismäßig
jungen Jahren ein neues Hüftgelenk benötigen,
hat in den vergangenen Jahren zugenommen“,
erklärt Professor Dr. Volker Ewerbeck, Ärztlicher
Direktor an der Orthopädischen Universitätsklinik
Heidelberg. Bei jüngeren Patienten, die oft noch
sportlich aktiv sein wollen, müssen höhere Ansprüche
an die Belastbarkeit der Prothese gestellt
werden.
In einer Langzeitstudie untersuchte Dr. Peter Aldinger,
Facharzt und Wissenschaftler an der Orthopädischen
Universitätsklinik Heidelberg, über einen
Zeitraum von 15 bis 20 Jahren hinweg insgesamt
141 Patienten im Alter von 23 bis 55 Jahren,
denen eine zementlose Titanprothese mit einem
Hüftkopf aus Keramik eingesetzt worden war. Rund
95 Prozent der Prothesen waren nach durchschnittlich
17 Jahren noch funktionsfähig. Untersuchungen
und Befragungen der Patienten zeigten, dass
über 90 Prozent mit dem Operationsergebnis auch
nach über 15 Jahren noch sehr zufrieden waren.
Röntgenbilder wiesen nach, dass sich in nur 3 Prozent
der Fälle der Prothesenschaft gelockert hatte.
„Diese Studie hat gezeigt, dass auch junge Patienten
mindestens 10, wahrscheinlich sogar mehr als
20 Jahre sehr gut mit ihrem Implantat zurechtkommen“,
sagt Dr. Aldinger.
Dr. Peter Aldinger, Facharzt
an der Orthopädischen Universitätsklinik
Heidelberg
Prof. Volker Ewerbeck,
Vorsitzender des Klinikvorstandes
der Orthopädischen
Universitätsklinik
Heidelberg
AAOS – Aus den Vorträgen
Dr. Derek McMinn (Birmingham, GB) zeigte
in einer Studie, dass Metallionen von Metall/Metall-Paarungen
tatsächlich über die Plazenta von
der Mutter auf den Fötus übertragen werden.
Dieser bisher nicht berichtete Befund wurde mit
Hilfe neuer Technologien möglich, die für das
Auffinden metallischer Ionen entwickelt wurden.
(Vortrag 320)
Dr. Stephen Tower (Anchorage, USA) präsentierte
seine Analyse von drei explantierten hochvernetzten
Polyethylen-Inlays mit ausgedehnter
Rissbildung im Randbereich. Er führte aus, dass
die geringwertigeren mechanischen Eigenschaften
dieses Materials in Verbindung mit einer
annähernd vertikalen Pfannen-Platzierung eine
Situation erzeugte, in der die Risse wegen der
Sprödheit des Materials auftreten konnten. (Vortrag
323)
Dr. Jeong Joon Yoo (Seoul, Korea) evaluierte
57 Revisionsfälle bei jungen Patienten (Durchschnittsalter
46). Die Ergebnisse mit Keramik/Keramik-Gleitpaarungen
waren ausgezeichnet, und
er empfiehlt die Verwendung dieser Gleitpaarung
für junge Patienten ganz ausdrücklich. (Vortrag
472)
Alle Abstracts unter:
www.aaos.org/wordhtml/anmt2006/education.htm
Literatur:
Aldinger PR, Thomsen M, Mau H, Ewerbeck V, Breusch
SJ. Cementless Spotorno tapered titanium stems: Excellent
10 – 15-year survival in 141 young patients. Acta
Orthop Scand. 2003 June; 74(3):253-8.
Aldinger PR, Breusch SJ, Lukoschek M, Mau H, Ewerbeck
V, Thomsen M. A ten- to 15-year follow-up of the
cementless spotorno stem. J Bone Joint Surg Br. 2003
Mar; 85(2):209-14.
Aldinger PR, Jung A, Thomsen M, Ewerbeck V, Parsch D.
Long term (15 – 20 year) results using uncemented titanium
hip stems in young patients. AAOS 2006, Chicago,
Illinois, USA, Posterpräsentation
Das Convention Center in Chicago war Schauplatz des
diesjährigen AAOS-Meetings.
5

Trends in der Endoprothetik
Doppelt drehfähig
Mit Keramik bleibt der
Duokopf-Effekt erhalten
Die bipolare Duokopfprothese hat sich bei
der Behandlung von Schenkelhalsbrüchen
älterer Patienten über viele Jahre bewährt.
Mit DUOLOX ® steht nun auch ein
keramischer Bipolarkopf zur Verfügung.
Prof. Friedrich F. Hennig hat die bisher umfassendsten
Erfahrungen mit diesem Implantat
gesammelt.
Das DUOLOX ® -System vereint die konstruktiven Vorteile der modernen Bipolarprothese
mit den ausgezeichneten Materialeigenschaften der BIOLOX ® -Keramik.
6
Welche Gründe sprechen für eine Bipolarprothese?
Sie minimiert das Operationstrauma; Kapsel und
Limbus mit ihren Propriozeptoren und damit das
Gefühl für das Gelenk bleiben erhalten. Die Rehabilitation
wird beschleunigt, gerade beim weniger adaptationsfähigen
alten Menschen.
Was ist, im Vergleich zu den bisher verwendeten bipolaren
Prothesen, bei DUOLOX anders? Es ist die
erste Bipolarprothese mit einer Hart-Hart-Gleitpaarung.
Der Innenkopf wird durch einen Polyethylen-
Ring „gefangen“, der außerhalb der Belastungszone
liegt.
Welche Erfahrungen haben Sie bisher gesammelt?
Wir haben das Implantat mit entwickelt und die
ersten Exemplare vor fünf Jahren eingesetzt. Aber
es war zunächst nicht in allen Größen verfügbar.
Seit Anfang dieses Jahres bekommen wir die gesamte
Größenpalette. Inzwischen haben wir über
200 Stück implantiert.
Was ist der Vorteil des Implantats? Der große Vorteil
liegt in der Drehfähigkeit des Innengelenks. Sie ist
größer als bei einem Metall-Duokopf.
Woran liegt das? Wir haben dazu eine mechanischexperimentelle
Studie gemacht. Der Metall-Duokopf
hat ein Polyethylen-Inlay als Gleitlager. Sein
Ausmaß – durch Außenkopf und PE-Mindeststärke
vorgegeben – fällt sehr klein aus. Beim Metall-Duokopf
kommt man konstruktionsbedingt sehr nah an
diese Mindeststärke, liegt manchmal sogar leicht
darunter. Deshalb kommt es oft zu einem Kaltfluss
und einer leichten Verformung des Kunststoffes.
Der Innenkopf „frisst“ sich in den Außenkopf, und
damit ist der Duokopf-Effekt verloren. Das konnten
wir auch bei Abspreizversuchen beobachten, die wir
ein Jahr nach der Implantation vor dem Durchleuchtungsgerät
durchgeführt haben. Bei den Metallköpfen
fanden wir die Drehfähigkeit des Innengelenks
eingeschränkt und teilweise aufgehoben, während
sie beim Keramik-Duokopf erhalten blieb.
Warum kann die Keramik das gewährleisten? Die
Geometrie der Keramikkomponenten bleibt praktisch
unverändert, und ihre hohe Benetzbarkeit
sorgt für gute Gleitfähigkeit.
Wie verträgt sich der weiche Knorpel des Acetabulums
mit der harten Keramik des Außenkopfes? Der
Außenkopf hat die Größe des natürlichen Femurkopfes;
die Flächen-Druck-Verteilung entspricht den
natürlichen Verhältnissen. Die gute Benetzbarkeit
der Keramik sorgt auch hier für geringe Reibung
und sehr gutes Gleiten.
Es gibt also keine Überlastungssituationen, keine
Degeneration? Ich habe gerade gestern eine Duokopf-Prothese
nach knapp fünf Jahren revidiert –
der Schaft hatte sich gelockert. In der histologischen
Untersuchung zeigte sich intakter Knorpel.
Er war zwar teilweise in Faserform umstrukturiert,
aber tragfähig.
Ändert sich mit den verbesserten Eigenschaften die
Indikation? Wir haben DUOLOX auch bei einigen
jungen Patienten mit Femurkopfnekrose eingesetzt.
Hier muss man den Einzelfall sehr genau betrachten.
Wir betreuen sogar einen Hobbyfußballer, bei
dem sich der keramische Duokopf sehr gut bewährt
hat. Dr. Alexander Olk, Oberarzt an unserer Abteilung,
wird beim BIOLOX-Symposium in Rom über
unsere Erfahrungen berichten.
Prof. Friedrich F. Hennig,
Orthopäde und Unfallchirurg,
Chefarzt der Abteilung
für Unfallchirurgie der Universitätsklinik
Erlangen
Der Versatz der Rotationszentren
sorgt dafür, dass
die Bipolarschale nicht in
eine extreme Varusposition
abkippt. Sie richtet sich
unter Belastung selbst
wieder in die günstigste
Position aus.

Die Welt der Keramik
Exakte Impulse
Keramische Energiewandler arbeiten
mit dem Piezo-Effekt
Piezokeramische Bauteile helfen, Nierensteine
zu zertrümmern, chirurgische Messer
in Mikroschwingungen zu versetzen, Ultraschallreinigungsbäder
mit den nötigen Impulsen
zu versorgen, Autofahrer beim Einparken
vor Hindernissen zu warnen oder
Einbrecher abzuschrecken. Mit modernster
Keramiktechnologie lässt sich das ganze
Potenzial des Piezo-Effekts nutzen.
Übt man auf bestimmte Werkstoffe eine Kraft
aus, entstehen auf ihrer Oberfläche elektrische Ladungen.
Durch diesen Piezo-Effekt entsteht zum
Beispiel der Funke im Feuerzeug. Umgekehrt verformen
sich diese Werkstoffe durch den inversen Piezo-Effekt,
wenn man eine elektrische Spannung anlegt.
Piezokeramische Bauteile wandeln also mechanische
Energie in elektrische Energie um und
umgekehrt.
Bis eine Keramik jedoch zu einem solchen Verhalten
fähig ist, sind zahlreiche Verarbeitungsschritte
notwendig. Die Grundlage liegt im Mischen von
verschiedenen oxidischen Rohstoffen streng nach
Rezept. Die Zusammensetzung definiert den späteren
Werkstoff und damit den Anwendungsbereich.
Ähnlich vielfältig wie die Zusammensetzung der
Rohstoffe ist auch die Auswahl der Form. Ob Scheibe,
Stab oder Kugel – die Keramikrohlinge, die dabei
entstehen, werden bei Temperaturen zwischen
1000 °C und 1300 °C gesintert. Die Grundlage für
die piezokeramischen Eigenschaften wird beim sich
anschließenden Abkühlen gelegt. Hierbei werden
die Elementarzellen des Kristallgitters verzerrt, so
dass sie zu Dipolen werden. Dipole besitzen zwei
räumlich getrennte Pole mit unterschiedlichen elektrischen
Vorzeichen, ähnlich einem Stabmagneten.
Der in die Stoßstange eingebaute Abstandssensor warnt
den Fahrer vor unliebsamen Begegnungen.
Hochleistungskeramik hat mir Tongeschirr und Töpferscheibe etwa so viel zu tun wie
die Marssonde mit dem Eselskarren. Je nach Zusammensetzung und Herstellungsverfahren
kann moderne Keramik über ganz unterschiedliche Materialeigenschaften verfügen.
Zahllose technische Anwendungen wären ohne keramische Bauteile gar nicht möglich.
Sie werden bei CeramTec in höchster Qualität für den weltweiten Einsatz gefertigt.
Allerdings sind diese Dipole nicht
ausgerichtet und befinden sich in
Unordnung.
Ordnung – und damit der Piezoeffekt
– entsteht erst durch das Polen.
Hierfür werden die Keramiken
zunächst geschliffen, bevor Elektroden
für den elektrischen Kontakt
aufgebracht werden. Bei Temperaturen
zwischen 20 °C und 400 °C
wird dann ein elektrisches Feld angelegt,
unter dessen Einfluss die Dipole
im Werkstoff parallel zueinander
ausgerichtet werden. Diese Polarisation
bleibt auch nach dem Abschalten
des Feldes erhalten.
Die piezokeramischen Elemente lassen
sich nun in Sensoren und Aktoren
einsetzen. Sie können als Sensoren
auftretende Kräfte in elektrische
Ladungen umwandeln, etwa in Mikrofonen,
Gasanzündern oder Einbruchsicherungen.
In Aktoren nutzt
man den inversen Piezo-Effekt zur
Erzeugung von mechanischen Stoßkräften,
so in der Medizintechnik
beim Nierensteinzertrümmerer oder
dem schwingenden Skalpell. Oft
werden aber auch beide Varianten des Effekts kombiniert,
wie beim Abstandssensor, einem piezotechnischen
Echolot. Das keramische Bauteil erzeugt
hochfrequente Schallwellen und empfängt zugleich
deren Echo. Die zuverlässige Umwandlung feinster
Impulse, auch in sehr hohen Frequenzen, gehört zu
den besonderen Stärken der Piezokeramik. Typisch
für Hochleistungs-Keramik: Sie arbeitet mit höchster
Genauigkeit und praktisch verschleißfrei.
Der Klopfsensor hilft beim Spritsparen.
Parabolförmig angeordnete
Piezo-Elemente erzeugen
starke Schallwellen,
die in einem Brennpunkt
zusammenlaufen. Dort
können sie mit ihrer
großen Energie Nierenund
Gallensteine zertrümmern
– ohne Operation
und praktisch schmerzfrei.
7

CeramTec Services
Unterstützung für Ärzte und Kliniken
Die enge und vertrauensvolle Zusammenarbeit
mit Ärzten und Forschern ist bei
CeramTec Tradition. Wir unterstützen Sie
durch intensiven Austausch von Information,
durch Schulungen, durch die Bereitstellung
von Material für die Fortbildung
und vieles mehr. Hier finden Sie eine kurze
Übersicht über die Services, die CeramTec
für Sie bereithält.
Wollen Sie mehr über unser Angebot wissen?
Ihre Ansprechpartnerin ist Sylvia Usbeck.
Telefon: +49 / 172 / 9 74 33 71
s.usbeck@ceramtec.de
Die Services von CeramTec
■ Lehrmaterial für die Ausbildung von Medizinstudenten
■ Unterstützung von Diplomarbeiten, Dissertationen und
Habilitationen zu den Themen Biokeramik in der Endoprothetik,
Abrieb und Verschleiß bei Endoprothesen, Biokompatibilität
von Werkstoffen (Literaturinformationen, Bildmaterial)
■ Unterstützung von Publikationen (Fachbücher, Artikel,
Poster) und Vorträgen mit Informationen über den aktuellen
Stand der Fachliteratur
■ Bereitstellung von Bildmaterial und Animationen zur
Abrieb- und Verschleißproblematik
■ Fortbildungen für Ärzte und OP-Personal zum Einsatz keramischer
Komponenten in der Hüftendoprothetik in Theorie
(Materialeigenschaften, Produkte, klinische Ergebnisse, Neues,
aktueller Forschungsstand) und Praxis (Handhabung von und
Umgang mit BIOLOX-Implantaten, “Dos und Don’ts”)
■ Sonderdrucke von Auszügen aus wissenschaftlichen Arbeiten
(Diplomarbeiten, Dissertationen, Ergebnisse aus Forschungstätigkeiten
in Kliniken, wissenschaftlichen Instituten
etc.) sowie ihrer Zusammenfassung in Form von Abstracts zu
den Themen Biokeramik in der Endoprothetik, Verschleißproblematik
bei Endoprothesen, Biokompatibilität von
Werkstoffen
■ Bereitstellung von Bildmaterial für Webseiten
■ Bereitstellung von Bildmaterial für niedergelassene Ärzte
und Kliniken für Werbung und Marketing (zum Beispiel
für Infoblätter, Patientenbroschüren oder Hauszeitschriften)
■ Führungen durch die Produktionsstätten in Plochingen
und Marktredwitz auf Anfrage
■ Veröffentlichung kurzer Beiträge zum Thema Keramik in
der Endoprothetik in den CeraNews – wir freuen uns auf Ihre
Zuschriften!
Impressum
8
Herausgeber:
CeramTec AG
Innovative Ceramic Engineering
Geschäftsbereich Medizintechnik
Fabrikstraße 23–29
D-73207 Plochingen, Deutschland
Telefon: +49 / 7153 / 6 11-828
Telefax: +49 / 7153 / 6 11-838
medical_products@ceramtec.de
Ihr Ansprechpartner:
Heinrich Wecker
Telefon: +49 / 7153 / 6 11-845
h.wecker@ceramtec.de
Konzept und Koordination:
Sylvia Usbeck
Heinrich Wecker
Redaktion und Gestaltung:
LoopKomm
Firmenzeitschriften
Terlaner Straße 8
D-79111 Freiburg i. Brsg.
Telefon: +49 / 7634 / 55 19 46
Telefax: +49 / 7634 / 55 19 47
mail@loopkomm.de
www.loopkomm.de